Alüminyum alaşımlarının dökümünde kullanılan tane küçültücüler

Abstract

Saf alüminyum, düşük yoğunluk, yüksek plastisite, yüksek ısı iletkenliği ve yeryüzünde bulunabilirliği sebebi ile endüstride yaygın olarak tercih edilmektedir. Fakat kaba taneli yapısı ve nispeten düşük mekanik özellikleri nedeni ile kullanımı kısıtlanmaktadır. Alaşımlama ya da tane küçültme işlemi ile olumsuzlukların giderilmesi gerekmektedir. Kimyasal tane küçültme işlemi, alüminyum alaşımlarının döküm proseslerinde bu amaca hizmet eden rutin bir adım haline gelmiştir. Bu işlemin amacı, ergiyiğe bir takım ilaveler yapılması ile heterojen çekirdeklenmenin sağlanmasıdır. Daha fazla aktif çekirdekleyici, tane boyutunun küçülmesine neden olmaktadır. Burada temel prensip, ergiyik içerisindeki çekirdekleyici ajanların, farklı noktalarda katılaşmayı sağlayarak tane büyümesini engellemesi ve eşeksenli küçük tanelerin oluşumunu teşvik etmesidir. Alüminyum alaşımlarının tane küçültme uygulamalarında çeşitli mastır alaşımları kullanılmakla birlikte en popüler ve etkin olanı Al-5Ti-1B alaşımıdır. Bu alaşımın yapısında bulunan TiAl3 ve TiB2 fazları, heterojen çekirdekleyici nokta işlevi görerek çekirdeklenmeyi sağlamaktadır. Mastır alaşımın tane küçültme etkinliği, bu fazların boyut dağılımı ve morfolojileri ile ilgilidir. Bu çalışmada ticari saf alüminyuma, K2TiF6 ve KBF4 tuzları ilave edilerek Al-5Ti-1B tane incelticiler üretilmiştir. Ergitme, alaşımlandırma ve döküm işlemi sırasında parametrelerde yapılan değişikliklerin ve döküm sürecinden sonra gerçekleştirilen plastik şekil verme ile ilgili ek işlemlerin, nihai ürünün tane inceltme performansına etkileri incelenmiştir. Üretilen Al-5Ti-1B bileşimindeki tane incelticilerin ticari saf alüminyuma (AA 1050) ilavesi ile tane küçültme etkinliklerinin karşılaştırması yapılmıştır. Bu doğrultuda üretim esnasında rol alan değişkenlerin etkileri incelenerek üretimin optimizasyonu ve nihai ürüne yapılacak ek işlemlerle tane inceltme performansının iyileştirilmesi hedeflenmiştir.